❶ 主轴结构及轴承类型
主轴由无外壳电机、主轴、轴承、主轴单元壳体、驱动模块和冷却装置等组成。电机的转子采用压配方法与主轴做成一体，主轴则由前后轴承支承。电机的定子通过冷却套安装于主轴单元的壳体中。主轴的变速由主轴驱动模块控制，而主轴单元内的温升由冷却装置限制。在主轴的后端装有测速、测角位移传感器，前端的内锥孔和端面用于安装刀具。
承轴分类有以下；
滑动轴承
滑动轴承不分内外圈也没有滚动体，一般是由耐磨材料制成。常用于低速，重载及加注润滑油及维护困难的机械转动部位。
关节轴承
关节轴承的滑动接触表面为球面，主要适用于摆动运动、倾斜运动和旋转运动。
滚动轴承
●滚动轴承按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同分为向心轴承和推力轴承。其中径向接触轴承为公称接触角为0的向心轴承，向心角接触轴承为公称接触角大于0到45的向心轴承。轴向接触轴承为公称接触角为90的推力轴承，推力角接触轴承为公称接触角大于45但小于90的推力轴承。
●按滚动体的形状可分为球轴承和滚子轴承。滚子轴承按滚子种类分为：圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承和调心滚子轴承。
●按其工作时能否调心分为调心轴承----滚道是球面形的,能适应两滚道轴心线间的角偏差及角运动的轴承和非调心轴承(刚性轴承)----能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承。
●按滚动体的列数分为单列轴承、双列轴承和多列轴承。
●按其部件（套圈）能否分离分为可分离轴承和不可分离轴承。
●按其结构形状(如有无装填槽,有无内、外圈以及套圈的形状,挡边的结构,甚至有无保持架等)还可以分为多种结构类型。
●按其外径尺寸大小分为微型轴承（<26mm)、小型轴承（28-55mm）、中小型轴承（60-115）、中大型轴承（120-190mm）、大型轴承（200-430mm）和特大型轴承（>440mm）。
●按应用领域分为电机轴承、轧机轴承、主轴承等。
●按材料分为陶瓷轴承、塑料轴承等。
深沟球轴承
深沟球轴承 深沟球轴承是最具代表性的滚动轴承。与尺寸相同的其它类型轴承相比，该类轴承摩擦系数小，极限转速高，结构简单，制造成本低，精度高，无需经常维护，而且尺寸范围大、形式多，是应用最广的一类轴承。它主要承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷。当其仅承受径向载荷时，接触角为零。
深沟球轴承装在轴上后，在轴承的轴向游隙范围内，可限制轴或外壳两个方向的轴向位移，因此可在双向作轴向定位。当深沟球轴承具有较大的径向游隙时，具有角接触轴承的性能，可承受较大的轴向载荷 。在轴向载荷很大的高速运转工况下，深沟球轴承比推力球轴承更有优越性。此外，该类轴承还具有一定的调心能力，当相对于外壳孔倾斜2′～10′ 时，仍能正常工作，但对轴承寿命有一定影响。
角接触球轴承
一般习惯上称为36、46型轴承为代表的六类轴承，角接触一般为15度、25度、45度等。
调心球轴承
调心球轴承 调心球轴承是二条滚道的内圈和滚道为球面的外圈之间，装配有圆球状滚珠的轴承。外圈滚道面的曲率中心与轴承中心一致，所以具有与自动调心球轴承同样的调心功能。在轴、外壳出现挠曲时，可以自动调整，不增加轴承负担。调心滚子轴承可以承受径向负荷及二个方向的轴向负荷。 调心球轴承径向负荷能力大，适用于有重负荷、冲击负荷的情况。内圈内径是锥孔的轴承，可直接安装。或使用紧定套、拆卸筒安装在圆柱轴上。保持架使用钢板冲压保持架、聚酰胺成形. 调心球轴承适用于承受重载荷与冲击载荷、精密仪表、低噪音电机、汽车、摩托车、冶金、轧机、矿山、石油、造纸、水泥、榨糖等行业及一般机械等。
推力球轴承
推力球轴承 推力球轴承分为单向和双向两种。 它们只能承受轴向载荷，绝不能承受任何径向载荷。推力轴承分紧圈和活圈两部分。紧圈与轴套紧，活圈支承在轴承座上。套圈和滚动体通常采用强度高、耐磨性好的滚动轴承钢制造，淬火后表面硬度应达到HRC60～65。保持架多用软钢冲压制成，也可以采用铜合金夹布胶木或塑料等制造。
双向推力角接触球轴承
双列圆锥滚子轴承 推力角接触球轴承接触角一般为60°常用的推力角接触球轴承一般为双向推力角接触球轴承，主要用于精密机床主轴，一般与双列圆柱滚子轴承一起配合使用，可承受双向轴向载荷，具有精度高，刚性好，温升低，转速高，装拆方便等优点。
推力滚子轴承
包括推力圆柱滚子轴承、推力圆锥滚子轴承、推力滚针轴承和推力调心滚子轴承。
滚针轴承
滚针轴承 滚针轴承装有细而长的滚子（滚子长度为直径的3~10倍，直径一般不大于5mm），因此径向结构紧凑，其内径尺寸和载荷能力与其他类型轴承相同时，外径最小，特别适用于径向安装尺寸受限制的支承结构.滚针轴承根据使用场合不同，可选用无内圈的轴承或滚针和保持架组件，此时与轴承相配的轴颈表面和外壳孔表面直接作为轴承的内、外滚动表面，为保证载荷能力和运转性能与有套圈轴承相同，轴或外壳孔滚道表面的硬度，加工精度和表面质量应与轴承套圈. 用途组合滚针轴承是由向心滚针轴承和推力轴承部件组合的轴承单元，其结构紧凑体积小，旋转精度高，可在承受很高径向负荷的同时承受一定的轴向负荷。并且产品结构形式多样、适应性广、易于安装。组合滚针轴承广泛用于机床、冶金机械、纺织机械和印刷机械等各种机械设备，并可使机械系统设计的十分紧凑灵巧。
外球面球轴承
外球面球轴承的外圈外径表面为球面，可以起到调心的作用。
调心滚子轴承
调心滚子轴承 调心滚子轴承有两列对称型球面滚子，主要承受径向载荷，同时也能承受任一方向的轴向载荷，但不能承受纯轴向载荷。该类轴承外圈滚道是球面形，故其调心性能良好，能补偿同轴度误差，当轴受力弯曲或安装不同心时轴承仍可正常使用，调心性随轴承尺寸系列不同而异，一般所允许的调心角度为1~2.5度 ，该类型轴承的负荷能力较大，除能承受径向负荷外轴承还能承受双向作用的轴向负荷，具有较好的抗冲击能力，一般来说调心滚子轴承所允许的工作转速较低。适用于重载或振动载荷下工作。
法兰轴承
法兰轴承外轮上带有凸缘法兰。特点是能简化主机结构，缩小主机尺寸，使轴承更容易定位。
带座轴承
向心轴承与座组合在一起的一种组件，在与轴承轴心线平行的支撑表面上有个安装螺钉的底板。
组合轴承
一套轴承内同时由上述两种以上轴承结构形式组合而成的滚动轴承。如滚针和推力圆柱滚子组合轴承、滚针和推力球组合轴承、滚针和角接触球组合轴承等。
直线轴承
直线轴承分为金属直线轴承和塑料直线轴承。
金属直线轴承是一种以低成本生产的直线运动系统，用于无限行程与圆柱轴配合使用。由于承载球与轴呈点接触，故使用载荷小。钢球以极小的摩擦阻力旋转，从而能获得高精度的平稳运动。
塑料直线轴承是一种自润滑特性的直线运动系统，其于金属直线轴承最大的区别就是金属直线轴承是滚动摩擦，轴承与圆柱轴之间是点接触，所以这种适合低载荷高速运动；而塑料直线轴承是滑动摩擦，轴承与圆柱轴之间是面接触，所以这种适合高载荷中低速运动。
❷ 数控机床主轴设计中轴承有哪些选用技巧
轴承是主轴组件的重要组成部分，它的类型、结构、配置、精度、安装、调整、润滑和冷却都直接影响主轴组件的工作性能。主轴的回转精度在很大程度上由轴承所决定。
1、主轴滚动轴承
（1）滚动轴承的类型
滚动轴承摩擦阻力小，可以预紧，润滑维护简单，能在一定的转速范围和载荷变动范围内稳定地工作。滚动轴承由专业化工厂生产，选购维修方便。但与滑动轴承相比，滚动轴承的噪声很大，滚动体数目有限，刚度是变化的，抗振性略差并且对转速有很大的限制。滚动轴承根据滚动体的结构分为球轴承、圆柱滚子轴承。陶瓷轴承是指轴承滚动体是用陶瓷材料制成的，而内外圈则仍用轴承钢制造。之所以选用滚动体，主要是因为它具有以下特性：一是重量轻，二是热膨胀系数小，三是弹性模量大。所以它具有离心力小，动摩擦力小，预紧力稳定，弹性变形小，刚度高的特点。
（2）主轴轴承的合理布置
1）主轴轴承的选择和配置形式
机床主轴有前、后2个支承和前、中、后3个支承两种，以前者较为多见。两支承主轴轴承的配置形式，包括主轴轴承的选型，组合以及布置，主要根据对所涉及主轴组件在转速、承载能力、刚度以及精度等方面的要求。
在确定两支承主轴轴承配置形式时应遵循以下一般原则：
①适应刚度和承载能力的要求：主轴轴承配置形式的选择首先应满足所要求的刚度和承载能力。
②适应转速要求：不同型号、规格和精度等级的轴承所允许的最高转速是不同的。在相同条件下，点接触的比线接触的高；圆柱滚子比圆锥滚子高。
③适应精度的要求：主轴组件承受轴向力的推力轴承配置形式直接影响主轴的轴向位置精度。
2）三支承主轴组件
某些机床由于结构设计上的原因，导致主轴箱长度较长，其主轴两个支承之间的支承跨距远大于最佳跨距，此时，应考虑增设中间支承来提高主轴组件的刚度和抗振性。
3）主轴滚动轴承的应用设计
①主轴滚动轴承的刚度和承载能力
滚动轴承的刚度主要取决于滚动体与滚道之间的接触刚度。运动轴承的刚度与轴承类型、载荷和预紧情况有关，且随着载荷的增大呈非线性特性。
②主轴轴承的润滑
润滑对主轴组件的工作性能与轴承的寿命有很大的影响。润滑不合理可能引发热量增加，降低主轴工作精度，并加速轴承磨损。用于滚动轴承的润滑剂可分为两大类，即油脂润滑剂和液体润滑剂。
③主轴滚动轴承的密封
滚动轴承密封装置的作用在与防止冷却液、切屑、灰尘、杂物等进入轴承，并使润滑剂无泄漏地保持在轴承内，从而充分发挥轴承的性能，确保轴承的使用寿命。对主轴组件密封装置的要求是：适宜主轴的转速、适应工作环境、结构紧密。主轴轴承的密封分接触式和非接触式。前者又可分为径向密封圈密封盒毛毡圈密封，一般适用于低速主轴。非接触式密封可分为间隙式密封、曲路式密封盒垫圈式密封，为保证密封作用，旋转部分与固定部分的径向间隙应小于0.2-0.3mm，在密封处应有回油控，以防漏油。
2、主轴滑动轴承
滑动轴承因具有良好的抗振性、旋转精度高、运动平稳等特点，应用于高速或低速的精密、高精度数控机床。
主轴滑动轴承按产生油膜的方式，可以分为动压轴承和静压轴承两大类。按照流体介质不同可分为液体滑动轴承和气动滑动轴承。
（1）液体动压轴承
动压轴承时靠主轴以一定转速旋转时带着润滑油从间隙大处向间隙小处流动，形成压力油膜而将主轴浮起，并制成载荷。
（2）液体静压轴承
液体静压轴承由一套专用供油系统、节流器和轴承三部分组成。静压轴承与动压轴承相比有如下有点：承载能力高、旋转精度高、油膜有均化误差的作用、可提高加工精度，抗振性好，运转平稳，既能在极低速下工作，也能在极高速下工作，摩擦小，轴承寿命长。
静压轴承主要的缺点是需要一套专用供油设备，轴承制造工艺复杂、成本高。
（3）用空气作为介质的静压轴承称为气体静压轴承，也称为气浮轴承或空气轴承，其工作原理与液体静压轴相同。由于空气的黏度比液体小得多，摩擦小，功率损耗小，能在极高转速或极低温度下工作，振动、噪声特别小，旋转精度高，寿命长，基本上不需要维护，用于高速、超高速、高精度数控机床主轴组件中。
（4）磁力轴承是一种新型的高性能轴承，具有各种传统轴承无法相比的特殊性能。磁力轴承不予轴颈表面接触，不存在机械摩擦和磨损，不需要润滑和密封，温升低，热变形小，转速高，寿命长，能耗低；磁力轴承基本电磁反馈控制系统保证主轴的旋转精度，刚度和阻力可调控，可消除转子质量部平衡，回转特性可由传感器和控制系统获得，便于状态监控和诊断。磁力轴承主要用在加工中心的主轴组件中。
❸ 常用的主轴轴承有哪几种
机床主轴常用轴承有五大类：深沟球轴承，角接触球轴承，双向推力角接触球轴承，双列圆柱滚子轴承，圆锥滚子轴承。
1、深沟球轴承
该类轴承一般只用来承受径向载荷，由于游隙不可调，所以常用于精度要求不高、不需预紧的场合，如普通钻床主轴等。
2、角接触球轴承
这类轴承可同时承受径向和轴向载荷，由于在承受径向载荷时将引起内部轴向力，因此应对成安装使用，其配置方式有“背对背”、“面对面”、“串联”和“多联”等，并通过预紧可以提高主轴的刚度。这类轴承的接触角有15°、25°、40°三种，其中接触角为15°的B7000CY型高精度角接触球轴承是专门为高速磨床主轴设计的专用轴承，该轴承除内部结构设计改变外，套圈和滚动体均选用高质量的电渣轴承钢制造。保持架材料为酚醛层压布管，公差等级有5、4和2级。因此，这类轴承具有高的旋转精度和极限转速，摩擦小，温升低。
3、双向推力角接触球轴承
通常选用230000型双向推力角接触球轴承，接触角为60°，由一个带润滑油孔的座圈、两个轴圈、一个隔圈和两组钢球与保持架组件构成。选择合适的隔圈高度可以使轴承装配后具有所需的预载荷。
该类轴承可承受双向轴向载荷,具有良好的刚性,正常润滑时温升低，转速高，并且易于装拆，作为一种新结构，目前多用于磨床、车床、镗床、铣床、钻床等主轴上，使用中常与双列圆柱滚子轴承组配。
4、双列圆柱滚子轴承
这类轴承能承受较大的径向载荷并允许有较高的转速。轴承中的两列滚子以交叉方式排列，旋转时波动频率可比单列轴承提高一倍，振幅降低70％。常用的此类轴承有两种形式：NN30/W33、NN30K/W33两个系列轴承内圈带挡边，外圈可分离；NNU49/W33、NNU49K/W33两个系列轴承外圈带挡边，内圈可分离，其中NN30K/W33和NNU49K/W33系列内圈为锥孔（锥度1：12），与主轴的锥形轴颈相配合，轴向移动内圈，可使内圈胀大，以减小轴承游隙甚至预紧轴承。圆柱孔轴承通常采用热装，利用过盈配合减小轴承游隙，或者达到预紧的目的。对内圈可分离的NNU49系列轴承，一般在内圈装上主轴后再作滚道的精加工，以获得高的主轴旋转精度。
5、圆锥滚子轴承
可同时承受径向和轴向载荷，双列圆锥滚子轴承可承受双向轴向载荷。因圆锥滚子大端与内圈挡边之间滑动摩擦，其极限转速往往低于同尺寸的圆柱滚子轴承。空心圆锥滚子轴承可用油冷却滚子，使温升降低，从而提高了允许的转速。但这种轴承制造工艺复杂，对机床润滑系统的要求也较高，一般只用于有特殊要求的卧式主轴上。
❹ 轴承的种类和用途图解
一、角接触球轴承
角接触球轴承的套圈与球之间设有接触角，分别为15°、30°和40°。接触角越大，轴向负荷能力越强；接触角越小，越适合高速旋转。单列轴承可承受径向负荷和单向轴向负荷，而双列轴承则能承受径向负荷和双向轴向负荷。角接触球轴承的主要用途包括机床主轴、高频马达、燃气轮机、离心分离机、小型汽车前轮和差速器小齿轮轴等。
二、调心球轴承
调心球轴承具有双排钢珠，外圈滚道为内球面型，能够自动调整由于轴或外壳挠曲或不同心引起的轴心不正。圆锥孔轴承通过紧固件方便地安装在轴上，主要承受径向载荷。调心球轴承的主要用途包括木工机械、纺织机械传动轴、立式带座调心轴承等。
三、调心滚子轴承
调心滚子轴承内部装有球面滚子，分为R、RH、RHA和SR四种型式。由于外圈滚道的圆弧中心与轴承中心一致，具有调心性能，可自动调整轴心不正。该轴承可承受径向负荷和双向轴向负荷。调心滚子轴承的主要用途包括造纸机械、减速装置、铁路车辆车轴、轧钢机齿轮箱座、轧钢机辊道子、破碎机、振动筛、印刷机械、木工机械、各类产业用减速机、立式带座调心轴承等。
四、推力调心滚子轴承
推力调心滚子轴承中球面滚子倾斜排列，座圈滚道面呈球面，具有调心性能，允许轴有倾斜。轴向负荷能力非常大，同时可承受一定径向负荷。通常采用油润滑。推力调心滚子轴承的主要用途包括水力发电机、立式电动机、船舶用螺旋桨轴、轧钢机轧制螺杆用减速机、塔吊、碾煤机、挤压机、成形机等。
五、圆锥滚子轴承
圆锥滚子轴承装有圆台形滚子，滚子由内圈大挡边引导，设计上使得内圈滚道面、外圈滚道面以及滚子滚动面的各圆锥面的顶点相交于轴承中心线上的一点。单列轴承可承受径向负荷和单向轴向负荷，双列轴承可承受径向负荷和双向轴向负荷，适用于承受重负荷和冲击负荷。圆锥滚子轴承的主要用途包括汽车的前轮、后轮、变速器、差速器小齿轮轴，机床主轴、建筑机械、大型农业机械、铁路车辆齿轮减速装置、轧钢机辊颈及减速装置等。
六、深沟球轴承
深沟球轴承的每个套圈均具有大约为球赤道圆周长三分之一的连续沟型滚道。深沟球轴承主要用于承受径向载荷，也可承受一定轴向载荷。当轴承的径向游隙增大时，具有角接触球轴承的性质，可承受两个方向交变的轴向载荷。与其他类型轴承相比，深沟球轴承具有较低的摩擦系数、极限转速高、精度高等特点，是用户选型时的首选。深沟球轴承的主要用途包括汽车、拖拉机、机床、电机、水泵、农业机械、纺织机械等。
七、推力球轴承
推力球轴承由带滚道的垫圈形滚道圈与球和保持架组件构成，与轴配合的滚道圈称做轴圈，与外壳配合的滚道圈称做座圈。双向轴承将中圈与轴配合，单向轴承可承受单向轴向负荷，双向轴承可承受双向轴向负荷（二者均不能承受径向负荷）。推力球轴承的主要用途包括汽车转向销、机床主轴等。
八、推力滚子轴承
推力滚子轴承用于承受轴向载荷为主的轴，同时承受经向联合载荷，但经向载荷不得超过轴向载荷的55%。与其他推力滚子轴承相比，此种轴承具有较低的摩擦因数、较高的转速，并具有调心能力。29000型轴承的滚子为非对称型球面滚子，能减小滚子和滚道在工作中的相对滑动，滚子长、直径大、数量多，载荷容量大，通常采用油润滑，个别低速情况可用脂润滑。推力滚子轴承的主要用途包括水力发电机、起重机吊钩等。
九、圆柱滚子轴承
圆柱滚子轴承的滚子通常由一个轴承套圈的两个挡边引导，保持架滚子和引导套圈组成一组合件，可与另一个轴承套圈分离，属于可分离轴承。此类轴承安装、拆卸方便，尤其是当内、外圈与轴、壳体都是过盈配合时更显示优点。圆柱滚子轴承一般只用于承受径向载荷，只有内外圈均带挡边的单列轴承可承受较小的定常轴向载荷或较大的间歇轴向载荷。圆柱滚子轴承的主要用途包括大型电机、机床主轴、车轴轴箱、柴油机曲轴、汽车、拖车的变箱等。